JPH01102417A - 光ビーム位置検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ビーム位置検出機構に関し、−層詳細には、
例えば、被走査体を光ビームにより走査し画像等の読取
あるいは記録を行う光ビーム走査装置において、前記光
ビームを所定の位置関係で配置した複数の光検出手段に
より検出し、各検出信号から和信号および差信号を求め
、これらの信号に基づいて光ビームの光軸位置を広範囲
で高精度に検出する光ビーム位置検出機構に関する。

［発明の音量］ 最近、蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を用いて被写体の
放射線画像情報を得る放射線画像情報記録再生システム
が注目されている。ここで、蓄積性蛍光体とは、放射線
（Ｘ線、α線、β線、Ｔ線、電子線、紫外線等）を照射
するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、後に可視光
等の励起光を照射することにより蓄積されたエネルギに
応じて輝尽発光光を生じる蛍光体をいう。

前記放射線画像情報記録再生システムはこの蓄積性蛍光
体を利用したもので、人体等の被写体の放射線画像情報
を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有するシート（以下、
蓄積性蛍光体シート、または単にシートという）に蓄積
記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光
で照射して輝尽発光光を生じさせ、前記輝尽発光光を光
電的に読み取って電気信号を得、この電気信号に基づき
被写体の放射線画像情報を写真感光材料等の記録材料あ
るいはＣＲＴ等の表示装置に可視像として出力させるも
のである。

ところで、このような放射線画像情報記録再生システム
では、画像情報の高精度な読取あるいは記録を遂行する
ため、レーザ光等の光ビームを光学系を構成する光学素
子に対し正確な位置に入射するように設定しておく必要
がある。

従って、このようなシステムでは光ビーム位置検出機構
を用いて光ビームの位置を検出しミその検出結果に基づ
いて光ビームの位置調整を行うのが一般的である。そこ
で、第１図にこの光ビーム位置検出機構を備えた画像読
取装置の好適な例を示す。

すなわち、同図において、レーザ発振管２より出力され
たレーザ光りは矢印Ａ方向に回動可能な平行平面板４を
透過した後、ビームエキスバンドレンズ６ａおよび６ｂ
により所定のビーム径に調整され、ハーフミラ−７を透
過してガルバノメータミラー８に入射する。次いで、前
記レーザ光りはガルバノメータミラー８の振動動作によ
り偏向され、走査レンズ１０およびミラー１２を介して
蓄積性蛍光体シートＳ上を矢印Ｂ方向に主走査する。こ
の場合、前記蓄積性蛍光体シートＳは図示しない搬送手
段により矢印Ｃ方向に副走査搬送されており、その表面
に担持された画像情報がレーザ光りにより二次元的に走
査される。レーザ光りによって蓄積性蛍光体シートＳか
ら得られた輝尽発光光は光ガイド１４を介してフォトマ
ルチプライヤ１６に導かれ光電変換される。なお、この
光電変換された画像情報は、必要に応じ、写真感光材料
等に可視像として再生される。

一方、ハーフミラ−７によって反射されたレーザ光りは
光ビーム位置検出機構を構成する光検出器１８に入射す
る。この場合、光検出器１８はレーザ光りの正規の光軸
位置を基準線２０として矢印Ｘ方向に分割された２つの
受光部２２ａおよび２２ｂを有しており、各受光部２２
ａ、２２ｂにより検出されたレーザ光りは減算器２４に
よって減算され差信号としてのビーム位置信号が得られ
る。

ここで、光検出器１８の基準線２０がレーザ光りの正規
の光軸位置に正確に設定されている場合、レーザ光りが
ガウシアンビームであるため、前記レーザ光りが光検出
器１８上を矢印Ｘ方向に変位することで減算器２４から
得られるビーム位置信号は基準線２０を原点として第２
図のような特性となる。この場合、レーザ光りの光軸位
置はビーム位置信号の線形範囲ｌ、において正確に検出
することが出来る。そこで、このビーム位置信号が０と
なるように平行平面板４を矢印Ａ方向に回動すればレー
ザ光りの光軸位置が調整され、レーザ光りは蓄積性蛍光
体シートＳの正規の走査位置に正確に主走査することに
なる。

ところが、当該装置の温度変化による影響あるいは組付
誤差等によって光検出器１８がレーザ光りの正規の光軸
位置から変位した場合には、前記の場合と同じ条件でビ
ーム位置信号がＯとなるように平行平面板４を調整して
もレーザ光りを正しい位置に設定することは出来ない。

そこで、レーザ光りが正規の光軸位置にある時にビーム
位置信号がＯとなるように各受光部２２ａ、２２ｂのゲ
インを調整すればレーザ光りの位置調整は可能となる。

然しなから、この場合、減算器２４から得られるビーム
位置信号は第３図のような特性となるため、ビーム位置
信号の線形となる範囲Ｉｌ□は第２図に示す範囲！、よ
りも狭くなってしまう、従って、レーザ光りの光軸位置
調整は極めて狭い範囲でのみ可能であり、場合によって
は位置検出が不可能となる事態の生じる虞がある。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、光ビームの光軸位置検出部位に所定の位置関係
で複数の光検出手段を配設し、これらの検出手段による
検出信号から和信号および差信号を求め、前記和信号と
前記差信号とに基づき光ビームの光軸位置を広範囲にお
いて簡単且つ高精度に検出することの出来る光ビーム位
置検出機構を提供するこ゛とを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は光ビームの光軸
に対して略直交する面内に所定の位置関係で配設される
複数の光検出手段と、前記光検出手段による前記光ビー
ムの検出信号を加算し和信号を求める加算器と、前記検
出信号を減算し差信号を求める減算器とを備え、前記和
信号および前記差信号に基づいてビーム位置信号を得、
前記ビーム位置信号から前記光ビームの光軸位置を検出
することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る光ビーム位置検出機構について好適
な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

第４図において、参照符号３０は本実施態様に係る光ビ
ーム位置検出機構を備えた画像読取装置の本体部を示す
、この場合、第１図に示す画像読取装置と同一の構成要
素には同一の参照符号を付してその構成の説明は省略す
る。

そこで、本体部３０はレーザ発振管２より出力されたレ
ーザ光りの光軸位置を検出する光検出器３２を有する。

この光検出器３２は高速振動するハーフミラ〒からなる
ガルバノメータミラー３３を透過したレーザ光りの光路
中に配設されており、基板３４に固定されたフォトダイ
オード等からなる２つの受光素子３６ａおよび３６ｂよ
り基本的に構成される。この場合、これらの受光素子３
６ａ、３６ｂはレーザ光りの正規の光軸位置に設定され
る基準線３８を対称軸として矢印Ｘ方向に所定距離離間
して配列される。

なお、ビームエキスバンドレンズ６ｂとガルバノメータ
ミラー３３との間には矢印Ｘ方向に集光特性を有するシ
リンドリカル凸レンズ４０が配設される。また、走査レ
ンズ１０と蓄積性蛍光体シートＳとの間にはレーザ光り
の副走査方向に集光特性を有するシリンドリカル凹ミラ
ー４２が配設される。この場合、シリンドリカル凸レン
ズ４０は光検出器３２に対してビームが矢印Ｙ方向に長
尺となるようにレーザ光りを整形し、また、シリンドリ
カル凸レンズ４０およびシリンドリカル凹ミラー４２は
ガルバノメータミラー３３の面倒れの補正を行う。

一方、光検出器３２を構成する受光素子３６ａ、３６ｂ
によって検出されたレーザ光りは第５図に示す回路を用
いて処理される。すなわち、受光素子３６ａによって検
出された光信号はアンプ４４を介して加算器４６および
減算器４８に供給される。

また、受光素子３６ｂによって検出された光信号はアン
プ５０を介して前記加算器４６および前記減算器４８に
供給される。加算器４６および減算器４８の出力信号は
割算器５２に供給される。この場合、割算器５２は減算
器４８から供給される差信号を加算器４６から供給され
る和信号で割った信号をビーム位置信号として出力する
。

本実施態様に係る光ビーム位置検出機構は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用並びに
効果について説明する。

そこで、レーザ発振管２より出力されたレーザ光りは平
行平面板４を透過した後、ビームエキスバンドレンズ６
ａおよび６ｂにより所定のビーム径に調整される０次い
で、このレーザ光りはシリンドリカル凸レンズ４０によ
って矢印Ｘ方向にのみ集光されガルバノメータミラー３
３に入射する。ガルバノメータミラー３３に入射した前
記レーザ光りは当該ミラー３３の振動動作によって偏向
走査され、走査レンズ１０およびシリンドリカル凹ミラ
ー４２を介して蓄積性蛍光体シートＳ上を矢印Ｂ方向に
主走査する。この場合、ガルバノメータミラー３３の面
倒れによるレーザ光りの副走査方向（矢印Ｃ方向）に対
する変動はシリンドリカル凸レンズ４０およびシリンド
リカル凹ミラー４２によって好適に補正される。なお、
蓄積性蛍光体シー）Ｓは図示しない搬送機構により矢印
Ｃ方向に副走査搬送されており、当該シートＳより得ら
れた輝尽発光光は光ガイド１４を介してフォトマルチプ
ライヤ１６に導かれ電気信号に変換される。

ここで、基準線３８に対するレーザ光りの走査位置が当
該装置の温度環境あるいは光学系の組付誤差等により矢
印Ｙ方向に変位している場合、例えば、レーザ光りの一
部がガルバノメータミラー３３から外れてしまい、その
結果、蓄積性蛍光体シートＳ上を走査するレーザ光りの
形状が変化して当該シートＳより正確な画像情報を読み
取ることが不可能となる場合が生じる。この場合、前記
走査位置のずれ量は光検出器３２によって検出し、平行
平面板４を所定量回動させることで高精度に補正するこ
とが出来る。

すなわち、ガルバノメータミラー３３を透過したレーザ
光りはシリンドリカル凸レンズ４ｏの集光作用により、
第４図に示すように、矢印Ｙ方向に長尺となる楕円状の
ビームとして光検出器３２を構成する受光素子３６ａお
よび３６ｂに入射する。受光素子３６ａによって光電変
換された光信号はアンプ４４によって増幅され、信号■
、として加算器４６および減算器４８に供給される。ま
た、　　　□受光素子３６ｂによって充電変換された光
信号はアンプ５０によって増幅され、信号Ｉ２として加
算器４６および減算器４８に供給される。従って、加算
器４６からは和信号（１１＋Ｉりが出力され、減算器４
８からは差信号（１＋−１ｇ）が出力される。

ここで、従来技術の場合のように、受光素子３６ａおよ
び３６ｂからの信号の差がＯとなるようにレーザ光りの
光軸位置を調整しようとした場合、前記レーザ光りが受
光素子３６ａおよび３６ｂのどちらにも入射しない場合
には調整が不可能となってしまう。そこで、前記和信号
（■、・＋１、）が所定レベル以上であるか否かを検出
し、所定レベル以下の場合には所定レベル以上となるよ
うに光軸位置を粗調整した後、前記差信号（１＋　−１
１）に基づき光軸位置の微調整を行えば前述した不都合
は解消されることになる。

なお、本実施態様では、前記和信号（■、＋１２）およ
び差信号（ＩＩ−Ｉｔ）をさらに割算器５２に導き、こ
れらの信号の比（ＩＩ　　　Ｉ！／ｒ＋　＋１．）をビ
ーム位置信号として出力している。このビーム位置信号
の特性を第６図に示す。ここで、光検出器３２における
基準線３８の位置がレーザ光りの正規の光軸位置に正確
に設定されている場合、ビーム位置信号が０となるよう
に平行平面板４を矢印Ａ方向に回動して光軸位置の調整
を行う、この場合、ビーム位置信号は減算器４８による
差信号（１，−１，）と加算器４６による和信号（ＩＩ
＋１２）との比となっているため、線形となる範囲２．
は第２図に示す範囲２．よりも大きく、従って、位置検
出範囲も広く設定されることになる。また、光検出器３
２に対するレーザ光りのビーム形状は、受光素子３６ａ
、３６ｂの配列方向（矢印Ｙ方向）に長尺となるように
整形されているため、光軸位置変化によって光エネルギ
の強度が大幅に減衰することはない、この結果、光ビー
ムＬの光軸位置を一層広範囲において高精度に補正する
ことが出来る。

一方、光検出器３２の基準線３８がレーザ光りの正規の
光軸位置に対してずれて設定されている場合、第６図に
示すビーム位置信号の特性の線形となる範囲！、は狭く
なるが、第３図に示す従来技術の場合の範囲２冨より広
く設定され得ることは勿論である。。そこで、レーザ光
りの光軸位置が正規の位置にある状態で差信号（ＩＩ　
　　ｒｘ）が０となるようにアンプ４４のゲインを調整
する。この場合、ビーム位置信号の特性は光軸位置がＯ
となる位置を通過するように修正される６次いで、温度
変化等によってレーザ光りの光軸位置が変化した場合に
おけるビーム位置信号を求める。そして、このビーム位
置信号が０となるように平行平面板４を矢印Ａ方向に回
動させればレーザ光りの光軸位置を高精度に調整するこ
とが出来る。なお、レーザ光りの光軸位置は、前述した
ように、和信号（Ｉｔ＋夏、）が所定レベル以上となる
ように粗調整することが出来るため、広範囲での位置調
整が可能である。

ここで、上述した実施態様では、レーザ光りの光軸位置
を蓄積性蛍光体シートＳ上において主走査方向（矢印Ｙ
方向）に補正する場合について説明したが、光検出器３
２を構成する受光素子３６ａ、３６ｂの配列方向（矢印
Ｙ方向）と直交するＸ方向にさらに２つの受光素子を配
列すると共に、平行平面板４を矢印Ａ方向と直交する方
向にも回動可能とし、各受光素子の出力の和信号、差信
号、比信号等を検出し得るように構成しておけば、レー
ザ光りの光軸を主走査方向（矢印Ｙ方向）および副走査
方向（矢印Ｘ方向）の双方に調整することも可能となる
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、光ビームの光軸位置検
出部位に複数の光検出手段を配列し、これらの光検出手
段による検出信号から和信号および差信号を求め、前記
和信号および前記差信号に基づいて光ビームの位置を補
正するよう構成している。この場合、和信号が所定レベ
ル以上となるように光ビームの位置を調整した後、差信
号に基づいて当該位置調整を行えば、広範囲において光
ビームの位置を粗調整および微調整することが出来る。

また、和信号と差信号との比からビーム位置信号を求め
た場合、この信号の特性は差信号のみの場合よりも線彫
となる範囲が広く設定されるため、さらに広範囲に且つ
高精度に検出することが出来る。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、光軸位置調整手段として平行平面板を用いる代
わりにプリズム等を使用することも可能である等、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る光ビーム位置検出機構を含む画
像読取装置の構成図、 第２図および第３図は従来技術に係るビーム位置信号の
特性図、 第４図は本発明に係る光ビーム位置検出機構を含む画像
読取装置の構成図、 第５図は本発明に係る光ビーム位置検出機構の回路構成
図、 第６図は本発明に係る光ビーム位置検出機構におけるビ
ーム位置信号の特性図である。 ２・・・レーザ発振管 １０・・・走査レンズ　　　３０・・・本体部３２・・
・光検出器 ３３・・・ガルバノメータミラー ３６ａ、３６ｂ＝受光素子 ３８−・・基準線 ４０・・・シリンドリカル凸レンズ ４２・・・シリンドリカル凹ミラー ４４・・・アンプ　　　　　４６・・・加算器４８−・
・減算器　　　　　ＳＯ−・・アンプ５２・・・割算器
　　　　　Ｓ・・・蓄積性蛍光体シート特許出願人　　
　富士写真フィルム株式会社ビーム位置信号 ビーム位置信号 ビーム位置信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの光軸に対して略直交する面内に所定の
   位置関係で配設される複数の光検出手段と、前記光検出
   手段による前記光ビームの検出信号を加算し和信号を求
   める加算器と、前記検出信号を減算し差信号を求める減
   算器とを備え、前記和信号および前記差信号に基づいて
   ビーム位置信号を得、前記ビーム位置信号から前記光ビ
   ームの光軸位置を検出することを特徴とする光ビーム位
   置検出機構。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の機構において、光ビ
   ームはビーム整形手段により所定距離離間して配設され
   る光検出手段の配列方向に長尺となる楕円状に整形され
   るよう構成してなる光ビーム位置検出機構。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の機構において、光検
   出手段は光ビームの強度を検出するフォトダイオードよ
   り構成してなる光ビーム位置検出機構。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の機構において、光検
   出手段は光ビームの光軸の変位方向に配列される複数の
   光検出器より構成してなる光ビーム位置検出機構。